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1新型濾波減速器的結(jié)構(gòu)及原理
新型濾波減速器由偏心減速機構(gòu)、濾波花鍵機構(gòu)及三向止推軸承組成。偏心減速機構(gòu)由內(nèi)齒輪 1 （齒數(shù)為z1）、滾動軸承、圓柱齒輪 3（齒數(shù)為z2）及偏心輪 6組成，濾波花鍵機構(gòu)由圓柱齒輪 3、鋼球 5、偏心輪 6及輸出內(nèi)齒輪 9（齒數(shù)為z3）組成，三向止推軸承由工藝螺釘 7、止推軸承保持架 8、輸出內(nèi)齒輪 9及鋼球 5組成。圓柱齒輪 3的內(nèi)孔兼作滾動軸承的外環(huán)面，偏心輪 6的外圓兼作滾動軸承內(nèi)環(huán)面，其外圓的圓弧滾道中心而偏心輪 6的內(nèi)孔及內(nèi)齒輪 1的分圓柱面的中心線為機構(gòu)中心線。三向止推軸承將內(nèi)齒輪 1及輸出內(nèi)齒輪 9連接起來，并使得內(nèi)齒輪 1固定后，輸出內(nèi)齒輪 9只能做旋轉(zhuǎn)運動。該濾波減速器的內(nèi)齒輪 1與圓柱齒輪 3存在少齒差，輸出內(nèi)齒輪 9 與圓柱齒輪 3 齒數(shù)相等當電動機帶動偏心輪 6高速轉(zhuǎn)動時，滾動軸承濾去了圓周運動部分，即圓柱齒輪 3（軸承外環(huán)）并不隨之轉(zhuǎn)動。偏心輪 6旋轉(zhuǎn)一周時除繞機構(gòu)中心，而輸出內(nèi)齒輪 9則將圓柱齒輪 3的自轉(zhuǎn)輸出，實現(xiàn)減速功能。該減速器具有多齒嚙合、減速比大、體積小和機構(gòu)緊湊等特點。
2濾波花鍵機內(nèi)嚙合齒輪副的干涉
避免圓柱齒輪 3的齒數(shù)與輸出內(nèi)齒輪 9的齒數(shù)相等，當偏心轉(zhuǎn)動一周時，兩者的相應齒嚙入和嚙出一遍，但沒有相對轉(zhuǎn)動，即輸出內(nèi)齒輪 9濾去圓柱齒輪 3的高頻波，只輸出圓柱齒輪 3的自轉(zhuǎn)部分，因此，圓柱齒輪 3輸出與內(nèi)齒輪 9實際上相當于花鍵的功能，其平濾波花鍵機構(gòu)的內(nèi)嚙合齒輪副均傳動比i= 1.濾波花鍵機構(gòu)屬于濾波減速器的關(guān)鍵機構(gòu)，齒數(shù)相同并且嚙合齒數(shù)多，因此，在設(shè)計時必須分析圓柱齒輪 3 與輸出內(nèi)齒輪 9 內(nèi)嚙合齒輪副的干涉問題，避免干涉的發(fā)生，其內(nèi)嚙合齒輪副。
21不發(fā)生漸開線齒廓干涉
圓柱齒輪 3漸開線起始于基圓，基圓與嚙合線的切點為N 1；輸出內(nèi)齒輪 9漸開線起始于齒頂圓，齒頂圓與嚙合線交于點B。要使兩漸開線齒廓在運動過程中不發(fā)生干涉n為齒廓間的法向側(cè)隙； x和x 1分別為輸出內(nèi)齒輪 9和圓柱齒輪 3的徑向變位系數(shù)； x T和x T1分別為輸出內(nèi)齒輪 9 和圓柱齒輪 3 的切向變位系數(shù)。
22一齒輪齒頂圓不得與另一齒輪的齒根圓相碰
設(shè)圓柱齒輪 3的齒頂圓半徑和齒根圓半徑分別輸出內(nèi)齒輪 9的齒頂圓半徑和齒根圓半徑圓柱齒輪 3的偏心量。圓柱齒輪 3齒頂圓與輸出內(nèi)齒輪 9齒根圓之間不發(fā)生相碰的條件為兩者之間必須有間隙輸出內(nèi)齒輪 9齒頂圓與圓柱齒輪 3齒根圓之間不發(fā)生相碰的條件為兩者之間必須有間隙圓柱齒輪 3齒根過渡曲線與輸出內(nèi)齒輪 9齒避免圓柱齒輪齒根過渡曲線與輸出內(nèi)齒輪齒頂干涉頂不發(fā)生干涉。當插齒加工圓柱齒輪 3時， P為節(jié)點，插齒刀齒頂圓與嚙合線交點為D.
輸出內(nèi)齒輪 9齒頂圓與嚙合線交點為B，欲使輸出內(nèi)齒輪 9齒頂圓不與圓柱齒輪 3齒根過渡曲線發(fā)生干涉，必須保證點代入式得圓柱齒輪 3齒根過渡曲線與輸出內(nèi)現(xiàn)代制造工程 2007年第 3期設(shè)備設(shè)計 /診斷維修 /再制造齒輪 9齒根不發(fā)生干涉的條件。
輸出內(nèi)齒輪 9齒根過渡曲線與圓柱齒輪 3齒頂不發(fā)生干涉。點M′為輸出內(nèi)齒輪 9齒廓漸開線的終點，點M′以外的齒廓不是漸開線，是輸出內(nèi)齒輪 9齒根過渡曲線，它是由插齒刀刀尖包絡(luò)而成，不能參與嚙合。點B′1是圓柱齒輪 3齒廓漸開線在齒頂圓上的終點。分別以點O1和O為圓心，以O(shè)M′及O1B′1，與嚙合線交于點M和B1.
避免輸出內(nèi)齒輪齒根過渡曲線與圓柱齒輪齒頂干涉欲使圓柱齒輪 3齒頂不與輸出內(nèi)齒輪 9齒根部的過渡曲線干涉則輸出內(nèi)齒輪 9齒根過渡曲線不與圓柱齒輪 3齒頂發(fā)生干涉的條件。
3濾波花鍵機構(gòu)內(nèi)嚙合齒輪副的嚙合效率
可知，齒面滑動速度始終垂直于嚙合線，為一不變量。因此廓在嚙合點的速度齒輪嚙合損失功率μ為齒面滑動摩擦因數(shù)，而輸出有效功率，由此得出嚙合效率通常a / rb的值很小。因此，濾波花鍵機構(gòu)的嚙合效率很高，理論值達到 99%以上。
4結(jié)語
本文詳盡介紹了新型濾波減速器的傳動原理及結(jié)構(gòu) ，從嚙合線和齒廓等方面入手 ，分析研究濾波花鍵機構(gòu)的嚙合齒輪副 ，得出各種干涉及其避免的完整理論條件及實用公式。通過計算 ，得出濾波花鍵機構(gòu)的內(nèi)嚙合齒輪副理論嚙合效率高達 99%以上。
濾波減速器具有多齒嚙合、傳動比大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高等優(yōu)點 ，而且沒有柔輪和薄壁軸承環(huán)節(jié) ，因而是諧波減速器的一種替代產(chǎn)品 ，有著廣泛的應用前景。
